Вопрос школьника
Рассчитайте объем СО2, возвращенного в круговорот углерода в результате деятельности метанокисляющих бактерий, если ими было утилизировано из воздуха 4,8 т СН4. Процесс биологического окисления метана идет ступенчато: СН4 —СН3ОН —НСНО — НСООН — СО2.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо знать, что при биологическом окислении метана метанокисляющие бактерии превращают метан (CH4) в углекислый газ (CO2) по следующей схеме:
CH4 → CH3OH → HCOOH → CO2
Таким образом, каждый молекула метана превращается в одну молекулу углекислого газа.
Для расчета объема СО2, возвращенного в круговорот углерода, необходимо знать массу углерода, содержащуюся в 4,8 т метана. Для этого воспользуемся молярной массой метана (16 г/моль) и молярной массой углерода (12 г/моль):
Масса углерода в 4,8 т метана = (4,8 т × 1000 кг/т) × (1 моль/16 г) × (12 г/моль) = 3600 кг
Таким образом, 4,8 т метана содержат 3600 кг углерода.
Далее, для расчета объема СО2 воспользуемся молярным объемом газов при нормальных условиях (0°C и 1 атм):
1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л.
Таким образом, объем СО2, возвращенного в круговорот углерода, можно рассчитать по следующей формуле:
Объем СО2 = (масса углерода в 4,8 т метана / молярная масса углерода) × молярный объем газа при нормальных условиях
Объем СО2 = (3600 кг / 12 г/моль) × 22,4 л/моль = 6 720 000 л
Таким образом, объем СО2, возвращенного в круговорот углерода, составляет 6 720 000 л.
